TWI502298B - 穿戴式裝置及應用其之照明系統 - Google Patents

Description

穿戴式裝置及應用其之照明系統

本發明是有關於一種穿戴式裝置及應用其之照明系統，且特別是有關於一種可控制光線的穿戴式裝置及應用其之照明系統。

傳統光源的控制方式是使用者依據環境亮度的強弱，主動地調整光源的光線強度。然而，當環境亮度的強弱變化較頻繁時，使用者必須增加主動調整光源強弱的次數。如此，導致在調整環境亮度上顯得沒有效率。

本發明係有關於一種穿戴式裝置與應用其之照明系統，主要是利用眼睛對環境亮度的官感直接性地控制環境光源，達到使用者不用雙手就可自動控制調光，進而提升調整環境亮度上的效率。

根據本發明一實施例，提出一種穿戴式裝置。穿戴式裝置用以與一光源控制裝置互動。穿戴式裝置包括一可穿戴本體、一影像擷取模組及一第一無線收發單元。可穿戴本體可供一使用者穿戴。影像擷取模組位於可穿戴本體上，用以擷取使用者 的一眼睛影像。第一無線收發單元位於可穿戴本體上，且耦接影像擷取模組，以無線方式傳送眼睛影像給光源控制裝置。其中，光源控制裝置根據眼睛影像產生一控制一光源的調光訊號。

根據本發明另一實施例，提出一種照明系統。照明 系統包括一光源、一穿戴式裝置及一光源控制裝置。光源可受控制地發出一光線。穿戴式裝置包括一可穿戴本體、一影像擷取模組及一第一無線收發單元。可穿戴本體可供一使用者穿戴。影像擷取模組位於可穿戴本體上，用以擷取使用者的一眼睛影像。第一無線收發單元位於可穿戴本體上，且耦接影像擷取模組，用以接收眼睛影像並無線發送含有眼睛影像之一第一訊號。光源控制裝置根據眼睛影像產生一控制一光源的調光訊號。其中，光源控制裝置包括一第二無線收發單元及一光源控制模組。第二無線收發單元接收第一訊號。光源控制模組耦接第二無線收發單元與光源，且藉由處理所接收到的第一訊號，產生一控制光源的調光訊號。

為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

10‧‧‧照明系統

20‧‧‧眼睛

100‧‧‧穿戴式裝置

110‧‧‧可穿戴本體

111‧‧‧鏡框

112‧‧‧鏡片

113‧‧‧鏡架

130‧‧‧開關

120‧‧‧影像擷取模組

121‧‧‧影像感測單元

122‧‧‧第一處理單元

140‧‧‧第一無線收發單元

200‧‧‧光源控制裝置

210‧‧‧第二無線收發單元

220‧‧‧光源控制模組

221‧‧‧第二處理單元

222‧‧‧光源控制單元

300‧‧‧光源

C1、C2、C3‧‧‧曲線

D‧‧‧瞳孔外徑

E1‧‧‧眼睛影像

E11‧‧‧瞳孔區域

E12‧‧‧眼白區域

E13‧‧‧虹膜區域

L‧‧‧光線

S2、S21、S22、S23‧‧‧調光訊號

S1‧‧‧第一訊號

S110~S150‧‧‧步驟

R1‧‧‧角落處

第1圖繪示依照本發明一實施例之照明系統的示意圖。

第2A至2C圖繪示第1圖之影像擷取模組之多種配置於可穿戴本體上的方式圖。

第3圖繪示第1圖之照明系統的功能方塊圖。

第4圖繪示第3圖之眼睛影像的示意圖。

第5圖繪示第1圖之照明系統的發光強度控制流程圖。

第6圖繪示依照本發明一實施例之瞳孔尺寸與發光強度關係圖。

第1圖繪示依照本發明一實施例之照明系統的示意圖。照 明系統10包括穿戴式裝置100、光源控制裝置200及光源300。

穿戴式裝置100可供一使用者穿戴在使用者頭上， 且可與光源控制裝置200互動，以調整光源300的光線L。一實施例中，光源控制裝置200與光源300可整合成一檯燈；或者，光源控制裝置200可以是一無線手持裝置，而光源300可以是檯燈或設於天花板的燈源。其中，無線手持裝置可以是一種無線遙控器或是一種智慧行動裝置，例如作業系統為iOS或Android或Windows可以配合載入一無線控制燈具的應用程式(APP)的行動電話或平板電腦。

本實施例中，穿戴式裝置100包括可穿戴本體110， 其例如是一眼鏡本體，在此設計下，可穿戴本體110包括鏡框111、鏡片112及鏡架113。此外，穿戴式裝置100更包括影像擷取模組120。影像擷取模組120位於可穿戴本體110上，用以擷取使用者之眼睛20的影像。

第2A至2C圖繪示第1圖之影像擷取模組的多種配 置於可穿戴本體上的方式圖。影像擷取模組120包括影像感測單元121及第一處理單元122。影像感測單元121與可穿戴本體110具有多種結合配置方式，本實施例中，如第2A圖所示，影像感測單元121配置於可穿戴本體110的鏡片112上，而構成一面狀構形的面配置。另一實施例中，如第2B圖所示，影像感測單元121可配置於鏡框111之邊框上，而構成一條狀構形的邊配置。 或者，如第2C圖所示，影像感測單元121可配置可穿戴本體110的鏡框111的至少一角落處R1，而構成點配置。相較於點配置或邊配置，面配置可擷取到更精確的眼睛影像，使光線L的調整結果可更精準地符合使用者的生理變化。此外，第一處理單元122可設於可穿戴本體110中面積較大的區域，如鏡架113(第2A圖)的側面。

如第2A圖所示，穿戴式裝置100更包括開關130、 第一無線收發單元140。開關130可設於可穿戴本體110中面積較大的區域，如鏡架113的側面，用以致能或禁能影像擷取模組120。另一實施例中，開關130可位於光源控制裝置200。

第3圖繪示第1圖之照明系統的功能方塊圖。當開關130 致能影像擷取模組120後，影像感測單元121每隔一預定時間區間感測使用者的眼睛影像E1一次，以密切地依據使用者的眼睛影像E1的變化來控制光源300的發射光線L。此處的預定時間區間例如是介於1秒至1分鐘之間的一時間值。其中，影像感測單 元121可為電荷耦合元件(Charge-couple device，縮寫CCD)或互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor,，縮寫CMOS)。

第一處理單元122電性耦接影像感測單元121與第 一無線收發單元140。在一實施例中，第一處理單元122可分析眼睛20的眼睛影像E1，以取得眼睛影像E1的眼睛參數，例如一瞳孔尺寸。

第一無線收發單元140位於可穿戴本體110上，並 電性耦接影像擷取模組120，以無線方式傳送含有眼睛影像E1的第一訊號S1給光源控制裝置200。光源控制裝置200收到第一訊號S1後，產生一控制光源300的調光訊號S2。

詳細來說，光源控制裝置200包括第二無線收發單 元210及光源控制模組220。第二無線收發單元210用以接收穿戴式裝置100的第一訊號S1，光源控制模組220電性耦接第二無線收發單元210與光源300，且藉由處理所接收到的第一訊號S1，而產生調光訊號S2。本實施例中，光源控制模組220更包括第二處理單元221及光源控制單元222。第二處理單元221電性耦接第二無線收發單元210，而得以接收到第一訊號S1。第二處理單元221比較第一訊號S1所攜帶的眼睛影像E1之眼睛參數與預設眼睛參數進而產生一比較結果。光源控制單元222耦接第二處理單元221，並根據比較結果產生一調光訊號S2。

第4圖繪示第3圖之眼睛影像E1的示意圖。眼睛 影像E1之眼睛參數包括一瞳孔尺寸，本實施例中，瞳孔尺寸例如是瞳孔外徑D。預設眼睛參數包括一預設瞳孔尺寸，例如是預設瞳孔外徑。當瞳孔外徑D大於預設瞳孔外徑時，光源控制單元222發出一使光源300的發光強度增強的調光訊號S21(繪示於第3圖)；當瞳孔尺寸小於預設瞳孔尺寸時，光源控制單元222發出一使光源300的發光強度減弱的調光訊號S22(繪示於第3圖)；當瞳孔尺寸等於預設瞳孔尺寸，光源控制單元222發出一維持光源300的發光強度的調光訊號S23(繪示於第3圖)。

第5圖繪示第1圖之照明系統的發光強度控制流程圖。

步驟S110中，點亮一光源300，使光源300發出光線L(繪 示於第3圖)。

步驟S120中，透過控制開關130，致能穿戴式裝置100的 影像擷取模組120，使影像擷取模組120擷取使用者的眼睛影像E1，以取得一眼睛參數，例如瞳孔尺寸，其中瞳孔尺寸例如是瞳孔外徑D(繪示於第4圖)。步驟S120可以由下列數個步驟完成眼睛影像E1的分析，包括藉由眼睛影像的顏色分析、形狀分析辨識瞳孔位置，以及量測瞳孔的大小，以下係詳細說明。

首先，步驟S121中，如第4圖所示，由於眼睛影像E1包 含瞳孔區域E11、眼白區域E12、虹膜區域E13，因此，影像擷取模組120的第一處理單元122對眼睛影像E1進行顏色分析，以決定眼睛影像E1的瞳孔區域E11；然後，步驟S122中，第一處理單元122對瞳孔區域E11進行形狀分析，以決定瞳孔區域E11的瞳孔形狀；然後，步驟S123中，第一 處理單元122對瞳孔形狀進行外徑量測，以取得瞳孔形狀的瞳孔外徑D(繪示於第4圖)。一實施例中，第一處理單元122可對瞳孔形狀進行數次外徑量測，以取得瞳孔形狀的數個瞳孔外徑；然後，第一處理單元122計算數個瞳孔外徑的平均值，並以該平均值作為眼睛影像E1的瞳孔外徑D。上述的數個瞳孔外徑可包含最大瞳孔外徑及最小瞳孔外徑(當瞳孔非圓形時)，然此非用以限制本發明實施例。

此外，另一種實施態樣是步驟S121~S123可由第二處理單 元221執行分析眼睛影像E1。例如穿戴式裝置取得眼睛影像E1後，發送給光源控制裝置，光源控制裝置200的第二處理單元221進行步驟S121~S123的眼睛影像分析，取得瞳孔尺寸。

步驟S130中，光源控制裝置200的第二處理單元221比較 瞳孔尺寸與預定瞳孔尺寸，產生一比較結果。

步驟S140中，光源控制裝置200的光源控制單元222 根據比較結果產生一調光訊號S2。第6圖繪示依照本發明一實施例之瞳孔尺寸與發光強度的示意圖。當瞳孔尺寸大於預設瞳孔尺寸時(如第6圖中的C1)，表示光源300的光線L較弱(所以瞳孔尺寸才會放大以接收更多光線)，光源控制單元222據以發出一使光源300的發光強度增強的調光訊號S21；當瞳孔尺寸小於預設瞳孔尺寸時(如第6圖中的C2)，表示光源300的光線L較強(所以瞳孔尺寸才會縮小以減少接收的光線)，光源控制單元222據以發出一使光源300的發光強度減弱的調光訊號S22；當瞳孔尺寸大致上等於預設瞳孔尺寸(如第6圖中的C3)，表示光源300的光 線L對眼睛來說是適當或舒適的，因此不需要調整光源300，光源控制單元222發出一維持光源300的發光強度的調光訊號S23。

步驟S150中，光源300依據調光訊號S21、S22或S23 調整其所發射的光線L。就控制方式而言，一實施例中，可透過電流控制光線L的強度。例如，當光源300收到調光訊號S21時，可增加電流值以增強光線L的強度；當光源300收到調光訊號S22時，可減小電流值以減弱光線L的強度；當光源300收到調光訊號S23時，維持電流值，以維持光線L的強度。

綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10‧‧‧照明系統

20‧‧‧眼睛

100‧‧‧穿戴式裝置

110‧‧‧可穿戴本體

111‧‧‧鏡框

112‧‧‧鏡片

113‧‧‧鏡架

120‧‧‧影像擷取模組

200‧‧‧光源控制裝置

210‧‧‧第二無線收發單元

220‧‧‧光源控制模組

221‧‧‧第二處理單元

222‧‧‧光源控制單元

300‧‧‧光源

L‧‧‧光線

Claims (13)

1. 一種穿戴式裝置，用以與一光源控制裝置互動，該穿戴式裝置包括：一可穿戴本體，可供一使用者穿戴；一影像擷取模組，位於該可穿戴本體上，用以擷取該使用者的一眼睛影像；以及一第一無線收發單元，位於該可穿戴本體上，且耦接該影像擷取模組，以無線方式傳送該眼睛影像給該光源控制裝置；其中，該光源控制裝置根據該眼睛影像產生一控制一光源的調光訊號；其中該可穿戴本體是一眼鏡本體，該影像擷取模組包括一影像感測單元，該影像感測單元與該眼鏡本體的結合配置是設於該眼鏡本體之一鏡框角落處的點配置或配置於該鏡框之一邊框上的條狀構形的邊配置或配置於該眼鏡本體之一鏡片上的面狀構形的面配置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式裝置，其中該影像擷取模組每隔一預定時間區間擷取該眼睛影像一次。
3. 如申請專利範圍第2項所述之穿戴式裝置，其中該光源控制裝置根據該眼睛影像中之一瞳孔尺寸產生控制該光源的調光訊號。
4. 如申請專利範圍第3項所述之穿戴式裝置，其中該可穿戴本體是用於穿戴在該使用者頭上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之穿戴式裝置，更包括：一開關，位於該可穿戴本體上或該光源控制裝置，用以致能或禁能該影像擷取模組。
6. 一種照明系統，包括：一光源，可受控制地發出一光線；一穿戴式裝置，包括：一可穿戴本體，可供一使用者穿戴；一影像擷取模組，位於該可穿戴本體上，用以擷取該使用者之一眼睛影像；以及一第一無線收發單元，位於該可穿戴本體上，且耦接該影像擷取模組，用以接收該眼睛影像並無線發送含有該眼睛影像之一第一訊號；以及一光源控制裝置，包括：一第二無線收發單元，接收該第一訊號；以及一光源控制模組，耦接該第二無線收發單元與該光源，且藉由處理所接收到的該第一訊號，產生一控制該光源的調光訊號；其中該可穿戴本體是一眼鏡本體，該影像擷取模組包括一影 像感測單元，感測該使用者之該眼睛影像，且該影像感測單元與該眼鏡本體的結合配置是設於該眼鏡本體之一鏡框角落處的點配置或配置於該鏡框之一邊框上的條狀構形的邊配置或配置於該眼鏡本體之一鏡片上的面狀構形的面配置。
7. 如申請專利範圍第6項所述之照明系統，其中該影像擷取模組包括：一第一處理單元，耦接該影像感測單元與該第一無線收發單元。
8. 如申請專利範圍第7項所述之照明系統，其中該光源控制模組包括：一第二處理單元，耦接該第二無線收發單元以接收該第一訊號，比較該眼睛影像之一眼睛參數與一預設的眼睛參數進而產生一比較結果；以及一光源控制單元，耦接該第二處理單元，根據該比較結果產生一調光訊號。
9. 如申請專利範圍第8項所述之照明系統，其中該影像擷取模組每隔一預定時間區間擷取該眼睛影像一次。
10. 如申請專利範圍第9項所述之照明系統，其中該眼睛參 數包括一瞳孔尺寸，該預設的眼睛參數包括一預設瞳孔尺寸。
11. 如申請專利範圍第10項所述之照明系統，其中當該瞳孔尺寸大於該預設瞳孔尺寸時，該光源控制單元發出一使該光源的發光強度增強的調光訊號，當該瞳孔尺寸小於該預設瞳孔尺寸時，該光源控制單元發出一使該光源的發光強度減弱的調光訊號，當該瞳孔尺寸等於該預設瞳孔尺寸，該光源控制單元發出一維持該光源的發光強度的調光訊號。
12. 如申請專利範圍第11項所述之照明系統，其中該可穿戴本體是用於穿戴在該使用者頭上。
13. 如申請專利範圍第6項所述之照明系統，更包括：一開關，位於該可穿戴本體上或該光源控制裝置，用以致能或禁能該影像擷取模組。